Estrutura de Superrede InAs / GaSb Tipo II (T2SL)
Ganwafer can offer wafer epitaxial GaSbcom estrutura de super-rede tipo II (T2SL). T2SL é um material à base de 6,1Å Sb do grupo III-V composto por InAs (6,0583 Å), GaSb (6,09593 Å) e AlSb (6,1355 Å) cujas constantes de rede são próximas umas das outras e seus compostos são empilhados periodicamente de acordo com um determinado espessura, composição e ordem da camada. Devido à pequena incompatibilidade de rede entre eles, compostos binários ou ternários complexos podem ser cultivados. A diferença de energia de materiais à base de Sb e compostos relacionados varia de 0,41eV (InAs) a 1,70eV (AlSb). Mais detalhes da estrutura de super-rede de camada tensionada tipo 2 baseada em GaSb, consulte o seguinte:
1. Estrutura InAs/GaSb T2SL
GANW200622-T2SL
| Crescimento da estrutura T2SL | ||||
| Detalhes da camada | Material da camada | Espessura/Nº de Monocamadas (ML) | Tipo de dopagem/concentração de dopagem | Nº de períodos |
| 1ª Camada: Camada de buffer | GaSb | 800nm | tipo p+/Ser: 1 x1018 cm-3 | Camada única |
| 2ª Camada: tipo n+ de 0,5µm de espessura, região de barreira M | InAs | - | Não dopado | ~111períodos |
| GaSb | - | - | ||
| 3ª Camada: 2,2µm de espessura levemente dopada tipo p (temperatura de dopagem Be: 760°C), região π | InAs | - | - | ~330períodos |
| GaSb | - | - | ||
| InSb | - | - | ||
| 4ª Camada: 0,5µm de espessura levemente dopada tipo n dopada, região M | InAs | - | - | ~54períodos |
| GaSb | - | - | ||
| AlSb | - | - | ||
| GaSb | 5ML | - | ||
| 5ª Camada: tipo n+ de 0,5µm de espessura, região de barreira M | InAs | - | - | ~54períodos |
| GaSb | - | Não dopado | ||
| AlSb | - | - | ||
| GaSb | - | - | ||
| 6ª Camada: Cap & Top camada de contato | InAs | - | n+-tipo / – | Camada única |
Substrato：GaSb de 3 polegadas (001) Substrato (tipo n dopado / Te: E16)
2. Sobre a Superrede InAs/GaSb Tipo II
O material InAs/GaSb T2SL, que possui estrutura de banda tipo II, é formado pelo empilhamento de filmes finos de InAs e filmes finos de GaSb de acordo com diferentes períodos de disposição. Na interface entre as camadas de InAs e GaSb, o topo da banda de condução da camada de InAs é cerca de 150 meV mais baixo que o fundo da banda de valência da camada de GaSb, formando assim uma estrutura de heterojunção tipo II. A largura de banda proibida do material T2SL é formada pelo gap de banda entre a parte inferior da microtira de elétrons (C1) e a parte superior da primeira microtira de buraco pesado (HH1) na zona de Brillouin. Dependendo da espessura e disposição dos filmes, teoricamente, a largura de banda proibida da super-rede tipo 2 pode ser ajustada continuamente entre 0 e 400 meV, conforme mostrado na Figura abaixo:
Estrutura de Banda de Energia da Superrede InAs / GaSb
3. Aplicações da Tecnologia Superlattice Tipo II
A super-rede de camada de tensão (SLS) baseada em Sb, especialmente os materiais de super-rede tipo II (T2SL), tem uma ampla gama de aplicações em detectores, lasers e moduladores, especialmente no campo da detecção de infravermelho. Devido ao grande potencial e vantagens, acredita-se geralmente que o material T2SL pode substituir o atual material HgCdTe (MCT) mainstream. Materiais de super-rede InAs / GaSb tipo II de alta qualidade foram cultivados pela tecnologia de epitaxia de feixe molecular (MBE), e detectores infravermelhos de super-rede tipo II de alto desempenho cobrindo toda a banda infravermelha foram desenvolvidos com sucesso.
Detector infravermelho T2SL cobrindo todas as bandas de frequência infravermelha
4. Vantagens do InAs/GaSb T2SL
A banda de valência do GaSb é maior que a banda de condução do material InAs. Como resultado, as camadas de InAs e GaSb separadas no espaço real formam um poço de potencial de banda de condução e um poço de potencial de banda de valência, respectivamente. Elétrons e buracos estão confinados nas camadas InAs e GaSb, respectivamente. Por outro lado, a massa efetiva dos elétrons é a luz, e as funções de onda dos elétrons passam pela sobreposição das camadas de barreira para formar uma estrutura de microfita. As transições de portadoras causadas pela ação da radiação infravermelha externa pertencem às transições interbanda. Esta estrutura de banda especial permite que os materiais de super-rede semicondutores tipo II tenham as seguintes vantagens:
1) As transições entre bandas podem absorver a incidência normal e ter alta eficiência quântica;
2) Ao ajustar a deformação e sua estrutura de banda de energia, a separação de buracos pesados e leves é grande, a recombinação Auger e as correntes escuras relacionadas são reduzidas e a temperatura de operação da matriz de plano focal da super-rede tipo ii é aumentada;
3) A massa efetiva dos elétrons é grande, três vezes a do HgCdTe (para T2SL, a massa do elétron é me≈0,03 m0; para HgCdTe, a massa do elétron é me≈0,01 m0). A corrente de tunelamento é pequena, e alta taxa de detecção pode ser obtida, especialmente em ondas ultralongas;
4) Gap de banda ajustável, comprimento de onda de resposta ajustável de onda curta a 30 um, pode preparar dispositivos de onda curta, onda média, onda longa, onda ultra longa, bicolor e multicolorida;
5) Com base na tecnologia de crescimento de material III-V, a uniformidade do material de grande área é boa e o custo é baixo. O uso de MBE para o crescimento de super-rede de camada deformada tipo 2 tem um alto grau de liberdade de projeto, fácil controle de dopagem, sem flutuações de liga e defeitos de cluster e boa uniformidade do detector de plano focal.
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